3. DISEÑO EN PERFIL DEL EJE DE LA
3. DISEÑO EN PERFIL DEL EJE DE LA
CARRETERA
CARRETERA
ING. DAVINSON GRAVINI POLO
ING. DAVINSON GRAVINI POLO
ESP. EN VIAS Y TRANPORTE
ESP. EN VIAS Y TRANPORTE
3.1 DISEÑO EN PERFIL DEL EJE DE LA
3.1 DISEÑO EN PERFIL DEL EJE DE LA
CARRETERA
CARRETERA
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ALINEAMIENTO VERTICAL
ALINEAMIENTO VERTICAL
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T
T
ANGENTES
ANGENTES VERTICALES
VERTICALES
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CURVAS VERTICALES
CURVAS VERTICALES
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TIPOS DE CURVAS VERTICALES
TIPOS DE CURVAS VERTICALES
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ELEMENTOS DE LAS CURVAS VERTICALES
ELEMENTOS DE LAS CURVAS VERTICALES
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DETERMINACION DE LA LONGITUD DE UNA CURVA
DETERMINACION DE LA LONGITUD DE UNA CURVA
VERTICAL
VERTICAL
3.1 ALINEAMIENTO VERTICAL
3.1 ALINEAMIENTO VERTICAL
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El alineamiento vertical está formado por una
El alineamiento vertical está formado por una
serie de rectas enlazadas por arcos parabólicos, a
serie de rectas enlazadas por arcos parabólicos, a
los que dichas rectas son tangentes. La
los que dichas rectas son tangentes. La
inclinación de las tangentes verticales y la
inclinación de las tangentes verticales y la
longitud de las curvas dependen principalmente
longitud de las curvas dependen principalmente
de la topografía de la zona, del alineamiento
de la topografía de la zona, del alineamiento
horizontal, de la visibilidad, de la velocidad del
horizontal, de la visibilidad, de la velocidad del
proyecto, de los costos de construcción, de los
proyecto, de los costos de construcción, de los
costos de operación, del porcentaje de vehículos
costos de operación, del porcentaje de vehículos
pesados y de su rendimiento en los ascensos.
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PENDIENTE MÍNIMA
PENDIENTE MÍNIMA
La pendiente mínima longitudinal de la rasante debe garantizar especialmente La pendiente mínima longitudinal de la rasante debe garantizar especialmente el escurrimiento fácil de las aguas lluvias en la superficie de rodadura y en las el escurrimiento fácil de las aguas lluvias en la superficie de rodadura y en las cunetas. La pendiente mínima que garantiza el adecuado funcionamiento de cunetas. La pendiente mínima que garantiza el adecuado funcionamiento de las cunetas debe ser de cero punto cinco por ciento (0.5%) como pendiente las cunetas debe ser de cero punto cinco por ciento (0.5%) como pendiente mínima deseable y cero punto tres por ciento (0.3%) para diseño en terreno mínima deseable y cero punto tres por ciento (0.3%) para diseño en terreno plano o sitios donde no es posible el diseño con la pendiente mínima deseable. plano o sitios donde no es posible el diseño con la pendiente mínima deseable. En la selección de uno de los dos valores anteriores se debe tener en cuenta el En la selección de uno de los dos valores anteriores se debe tener en cuenta el criterio de frecuencia, intensidad de las lluvias y el espaciamiento de las obras criterio de frecuencia, intensidad de las lluvias y el espaciamiento de las obras de drenaje tales como
de drenaje tales como alcantarillas y aliviaderos.alcantarillas y aliviaderos.
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PENDIENTE MAXIMA
PENDIENTE MAXIMA
La pendiente máxima de una tangente vertical está en relación directa con la La pendiente máxima de una tangente vertical está en relación directa con la velocidad a la que circulan los vehículos, teniendo en dicha velocidad una alta velocidad a la que circulan los vehículos, teniendo en dicha velocidad una alta incidencia el tipo de vía que se desea diseñar. Para vías Primarias las incidencia el tipo de vía que se desea diseñar. Para vías Primarias las pendientes máximas se establecen considerando velocidades altas, entre pendientes máximas se establecen considerando velocidades altas, entre sesenta y ciento treinta kilómetros por hora (60 - 130 km/h). En las vías sesenta y ciento treinta kilómetros por hora (60 - 130 km/h). En las vías Terciarias las pendientes máximas se ajustan a velocidades entre veinte y Terciarias las pendientes máximas se ajustan a velocidades entre veinte y sesenta kilómetros por hora (20 - 60 km/h), en donde la necesidad de sesenta kilómetros por hora (20 - 60 km/h), en donde la necesidad de minimizar los movimientos de tierra y pobre superficie de rodadura son las minimizar los movimientos de tierra y pobre superficie de rodadura son las condiciones dominantes.
condiciones dominantes.
3.1.1
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LONGITUD MINIMA DE LA TANGENTE VERTICAL
LONGITUD MINIMA DE LA TANGENTE VERTICAL
La longitud mínima de las tangentes verticales con Velocidad
La longitud mínima de las tangentes verticales con Velocidad
Específica menor o igual a cuarenta kilómetros por hora (VTV
Específica menor o igual a cuarenta kilómetros por hora (VTV
≤≤40
40
km/h) será equivalente a la distancia recorrida en siete segundos
km/h) será equivalente a la distancia recorrida en siete segundos
(7 s) a dicha velocidad, medida como proyección horizontal, de
(7 s) a dicha velocidad, medida como proyección horizontal, de
PIV a PIV. Las tangentes verticales con Velocidad Específica mayor
PIV a PIV. Las tangentes verticales con Velocidad Específica mayor
a cuarenta kilómetros por hora (VTV > 40 km/h) no podrán tener
a cuarenta kilómetros por hora (VTV > 40 km/h) no podrán tener
una longitud menor a la distancia recorrida en diez segundos (10
una longitud menor a la distancia recorrida en diez segundos (10
s) a dicha velocidad, longitud que debe ser medida como
s) a dicha velocidad, longitud que debe ser medida como
proyección horizontal entre PIV y PIV.
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LONGITUD MAXIMA DE LA TANGENTE VERTICAL
LONGITUD MAXIMA DE LA TANGENTE VERTICAL
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Longitud crítica
Longitud crítica de la tangente vertical
de la tangente vertical
La longitud crítica de la tangente vertical se define como la máxima longitud en ascenso sobre la La longitud crítica de la tangente vertical se define como la máxima longitud en ascenso sobre la cual un camión puede operar sin ver reducida su velocidad por debajo de un valor prefijado. Para cual un camión puede operar sin ver reducida su velocidad por debajo de un valor prefijado. Para establecer éstos parámetr
establecer éstos parámetros es os es necesario considerar los necesario considerar los siguientes aspectos:siguientes aspectos: - Relación peso/potencia del vehículo pesado de diseño.
- Relación peso/potencia del vehículo pesado de diseño.
- Velocidad media de operación de los vehículos pesados en tramos a nivel de la carretera que se - Velocidad media de operación de los vehículos pesados en tramos a nivel de la carretera que se diseña.
diseña.
- La velocidad media de operación de los vehículos pesados se estima con base en los resultados - La velocidad media de operación de los vehículos pesados se estima con base en los resultados del estudio de tránsito y de la geometría de la
del estudio de tránsito y de la geometría de la vía.vía. - Pérdida aceptable de velocidad de los
3.1.2
3.1.2 CURV
CURV
AS
AS VERTICALES
VERTICALES
Las curvas ver
Las curvas verticales son las qticales son las que enlazan due enlazan dos tangentos tangentes consecues consecutivas del tivas del alineamientoalineamiento vertical, para que en su longitud se efectúe el paso gradual de la pendiente de la tangente vertical, para que en su longitud se efectúe el paso gradual de la pendiente de la tangente de entrada a la de la tangente de salida. Deben dar por resultado una vía de operación de entrada a la de la tangente de salida. Deben dar por resultado una vía de operación segura y confortable, apariencia agradable y con características de drenaje adecuadas.
segura y confortable, apariencia agradable y con características de drenaje adecuadas. El punto común de una tangente y una curva vertical en su origen se denomina PCV, y PTV El punto común de una tangente y una curva vertical en su origen se denomina PCV, y PTV al punto común de la tangente y la curva al final de ésta. Al punto de intersección de dos al punto común de la tangente y la curva al final de ésta. Al punto de intersección de dos tangentes consecutivas se le designa como PIV, y a la diferencia algebraica de pendientes tangentes consecutivas se le designa como PIV, y a la diferencia algebraica de pendientes en ese punto se le representa por la letra
3.1.2.1 TIPOS DE CURVAS VERTICALES
3.1.2.1 TIPOS DE CURVAS VERTICALES
Las curvas verticales se pueden clasificar por su forma como
Las curvas verticales se pueden clasificar por su forma como
curvas verticales cóncavas y convexas y de acuerdo con la
curvas verticales cóncavas y convexas y de acuerdo con la
proporción entre sus ramas que las forman como simétricas y
proporción entre sus ramas que las forman como simétricas y
asimétricas.
3.1.2.2 ELEMENTOS DE LAS CURVAS
3.1.2.2 ELEMENTOS DE LAS CURVAS
VERTICALES SIMETRICA
VERTICALES SIMETRICA
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• La curva vertical simétrica está conformada por dos parábolas de igualLa curva vertical simétrica está conformada por dos parábolas de igual
longitud, que se unen en la proyección vertical del PIV. La curva vertical longitud, que se unen en la proyección vertical del PIV. La curva vertical recomendada es la parábola cuadrática, cuyos elementos principales y recomendada es la parábola cuadrática, cuyos elementos principales y expresiones matemáticas se incluyen a continuación, tal como se aprecia en la expresiones matemáticas se incluyen a continuación, tal como se aprecia en la Figura
3.1.2.3 ELEMENTOS DE LAS CURVAS
3.1.2.3 ELEMENTOS DE LAS CURVAS
VERTICALES ASIMETRICA
VERTICALES ASIMETRICA
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• La curva vertical asimétrica La curva vertical asimétrica está conformada por dos parábolas de está conformada por dos parábolas de diferediferentente
longitud (L1, L2) que se unen en la proyección vertical del PIV. Ver longitud (L1, L2) que se unen en la proyección vertical del PIV. Ver